DE9016987U1 - Akkumulatoren-Haltevorrichtung mit Temperatursensor - Google Patents

Description

R. 24032
12.12.1990 Zr/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 10

Akkumulatoren-Haltevorrichtung mit Temperatursensor

Die Erfindung geht aus von einer Akkumulatoren-Haltevorrichtung mit einem Temperatursensor für die Regelung des Ladezustandes von Akkumulatoren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige Haltevorrichtung bekannt (DE-OS 21 28 510), bei der der Temperatursensor an einer Seitenwand oder am Boden des Akkumulatoren-Gehäuses federnd angeordnet ist. Die in dieser Druckschrift gezeigte Haltevorrichtung ist relativ kompliziert und teuer; Einzelheiten des Temperatursensors sind nicht offenbart.

Aus der US-PS 4 100 475 sind verschiedene Ausführungsformen von Temperatursensoren zu entnehmen, die direkt mit dem Akkumulator verbunden sind, und zwar a) an der positiven Anschlußklemme, b) innerhalb eines in den Elektrolyten des Akkus hineinragenden Verschlußstopfens und c) im Boden des Akkumulatoren-Gehäuses; die offenbarten Ausführungsformen des Temperatursensors sind relativ aufwendig.

Weiterhin ist in der US-PS 4 572 878 ein Temperatursensor dargestellt und beschrieben, der mit dem Anschlußbereich eines Anschlußkabels kombiniert und damit am Akkumulatoren-Gehäuse festgelegt ist; der Aufbau dieser Baueinheit ist kompliziert und teuer.

- 2 - 24032

Mit einem Akku in thermischen Kontakt stehende Temperatursensoren dienen in Verbindung mit einem Spannungsregler zur Ladestrombegrenzung bzw. zur Einstellung der zweckmäßigen Ladespannung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Akkumulatoren-Haltevorrichtung mit einem Temperatursensor zu entwickeln, wobei der Temperatursensor aber nicht direkt am Akkumulator befestigt ist und eine einfache und bedienungsfreundliche Kombination mit der Haltevorrichtung bildet, die fertigungsgerecht und kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mittels der im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Akkumulatoren-Haltevorrichtung mit Temperatursensor möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die Seitenansicht einer verkleinert dargestellten, erfindungsgemäßen Akkumulatoren-Haltevorrichtung mit einem Temperatursensor, der an einer Seitenwand eines auf einer Bodenplatte stehenden Akkumulators anliegt. Figur 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines für die Haltevorrichtung vorgesehenen Temperatursensors, dessen Sensorelement von einer Isolierstoff-Ummantelung umgeben ist (vergrößerte Darstellung), Figur 3 eine teilgeschnitte Draufsicht auf den in Figur 2 dargestellten Temperatursensor nach der Schnittlinie III-III, Figur 4 die perspektivische Ansicht eines einzelnen, zum Temperatursensor nach den Figuren 2 und 3 gehörenden Blechwinkels mit aufgelötetem Sensorelement und Figur einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines für die Haltevorrichtung vorgesehenen Temperatursensors, dessen Sensorelement von einem Metallgehäuse umgeben ist (vergrößerte Darstellung) .

- 3 - 24032

In der Figur 1 ist eine Akkumulatoren-Haltevorrichtung 10 dargestellt, die sich aus einer Bodenplatte 11, mindestens einer Spannpratze 12 und einer entsprechenden Anzahl von Spannschrauben 13 und Spannmuttern 14 zusammensetzt. Die Bodenplatte 11 ist ringsum mit einem nach oben stehenden Rand 15 versehen, so daß gegebenenfalls aus einem strichpunktiert dargestellten Akkumulator 16 austretender Elektrolyt kontrolliert aufgefangen werden kann. Der für diese Haltevorrichtung 10 vorgesehene Akkumulator 16 muß an seinem Gehäuse 17 in bekannter Weise mit Bodenleisten 18 versehen sein; die Oberseite der Bodenleisten 18 ist mit 19 bezeichnet, der dargestellte Anschlußpol des Akkumulators 16 mit 20 und die Seitenwände des Akkumulators 16 sind mit 21 bezeichnet.

Zwischen derjenigen Bodenleiste 18 des Akkumulatoren-Gehäuses 17, auf der die mindestens eine Spannpratze 12 einwirken soll, und dem Bodenplatten-Rand 15 ragt aus der Bodenplatte 11 die mindestens eine nach oben weisende Spannschraube 13; im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die Spannschraube 13 mittels einer Schweißverbindung 22 an der Bodenplatte 11 befestigt.

Die mindestens eine Spannpratze 12 besteht bevorzugt aus Metall in Form von Flachmaterial und ist stufenförmig gebogen: Mit der Unterseite ihrer oberen waagerechten Stufe, die als Niederhalter 23 bezeichnet ist, liegt die Spannpratze 12 auf der Oberseite 19 der Bodenleiste 18 des Gehäuses 17 auf. Die zweite Stufe von oben bildet den Spannabschnitt 24 der Spannpratze 12; dieser Spannabschnitt 24 enthält ein Durchgangsloch 25, durch welches nach oben der freie Endabschnitt der Spannschraube 13 hindurchragt. Der zum Bodenplatten-Rand 15 weisende Endabschnitt des Spannabschnittes 24 ist als Stützsteg 26 ausgebildet, welcher mit seinem freien Ende auf der Oberseite der Bodenplatte 11 aufsteht. Oberhalb des Spannabschnitts 24 der Spannpratze 12 ist auf die Spannschraube 13 die Spannmutter 14 aufgeschraubt und drückt demzufolge den Niederhalter 23 fest auf die Oberseite 19 der entsprechenden Gehäuse-Bodenleiste 18 und

- 4 - 24032

demzufolge den Akkumulator 16 auf die Bodenplatte 11 der Haltevorrichtung 10. Unterlegscheiben bzw. Schraubensicherungen sind hier einsetzbar, in der Figur jedoch nicht dargestellt.

Auf der nicht dargestellten Gegenseite des Akkumulators 16 können ebenfalls Spannpratzen 12 gemäß vorstehender Beschreibung zum Halten und Fixieren des Akkumulators 16 Verwendung finden, es können aber auch vom Bodenplatten-Rand 15 ausgehende (nicht dargestellte) Klauen über die entsprechende Bodenleiste 18 fassen; diese (nicht dargestellten) Klauen können im Querschnitt auch trapezförmig sein.

Eine der Spannpratzen 12 ist am freien Endabschnitt ihres Niederhalters 23 mit einem nach oben weisenden und mit seinem freien Endabschnitt horizontal elastisch federnden Klemmbügel 27 versehen; dieser Klemmbügel 27 besteht bevorzugt aus Metall, ist aus Flachmaterial hergestellt und bildet in bevorzugter Weise gemeinsam mit dem Niederhalter 23, dem Spannabschnitt 24 und dem Stützsteg 26 der Spannpratze 12 ein einziges Bauteil. Der Klemmbügel 27 kann aber auch auf irgendeine bekannte Weise (z. B. Schweißen, Schrauben u. ä.) mit dem Niederhalter 23 verbunden sein. Am freien Endabschnitt des Klemmbügels 27 ist ein Temperatursensor 28 festgelegt; bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform weist der freie Endabschnitt des Klemmbügels 27 einen Durchbruch 29 auf, in welchen der Temperatursensor 28 mit seiner Anschlußseite 30 hineingesteckt ist. Zur Befestigung ist der Temperatursensor 28 mit einem Flansch 31 ausgestattet, der Befestigungslöcher 32 besitzt. Mittels angedeuteter Befestigungsschrauben 33 ist der Temperatursensor 28 am Klemmbügel 27 befestigt; der Flansch 31 des Temperatursensors 28 liegt bevorzugt auf der dem Akkumulator 16 zugewendeten Seite des Klemmbügels 27 auf. - Die Befestigungsart zwischen Temperatursensor 28 und Klemmbügel 27 kann auch anders sein, sie ist im Rahmen vorliegender Erfindung nicht relevant.

- 5 - 24032

Der in Richtung Akkumulator 16 weisende, aus dem Flansch 31 hervorragende Bereich des Temperatursensors 28 ist mit einer bevorzugt balligen Meßfläche 34 ausgebildet, die an der entsprechenden Seitenwand 21 des Akkumulators 16 unter mechanischer Vorspannung anliegt, wenn die Spannpratze 12 mittels Spannschraube 13 und Spannmutter 14 angezogen ist. Der Temperatursensor 28 kann somit die an der Seitenwand 21 des Akkumulators 16 gemessene Temperatur erfassen und ein entsprechendes Signal über ein an der Anschlußseite 30 des Temperatursensors 28 anbringbares (nicht dargestelltes) Anschlußkabel zum für den Ladevorgang zuständigen (nicht dargestellten) Spannungsregler weiterleiten.

Der in Figur 1 dargestellte Temperatursensor 28 ist in den Figuren und 3 in vergrößerter Darstellung wiedergegeben. Das eigentliche Sensorelement 35 ist ein an sich bekannter, im wesentlichen quadratischer Chip, der eine Seitenlänge von ca. 1,5 mm und eine Dicke im Bereich von 1 mm hat und beispielweise aus Silicium besteht; dieses Sensorelement 35 kann mit einem konstanten Strom vom Spannungsregler versorgt werden und wirkt als temperaturabhängiger Widerstand; als Steuergröße dient bei diesem Meßsystem die am Chip auftretende Spannungsdifferenz.

Dieses chipförmige Sensorelement 35 ist zwischen die freien Endabschnitte der kurzen Schenkel 36, 36' zweier Blechwinkel 37, 37' eingelötet; diese kurzen Schenkel 36, 36' der Blechwinkel 37, 37' sind jeweils mit einer derartigen Kröpfung 38 ausgestattet, so daß die langen Schenkel 39, 39' in einer Ebene liegen. Die Blechwinkel 36, 36' bestehen bevorzugt aus verzinntem Messing. Ein solcher Blechwinkel 37 mit aufgelötetem Sensorelement 35 ist in der Figur 4 der Zeichnung dargestellt; der zweite für den Temperatursensor 28 erforderliche Blechwinkel 37', der von oben auf das chipförmige Sensorelement 35 aufgelötet wird und dann mit seinem langen Schenkel 39' parallel und in gleicher Richtung zum langen Schenkel 39 des dargestellten Blechwinkels 37 verläuft, ist in der Figur 4 nicht mit

- 6 - 24032

dargestellt. Die freien Endabschnitte der langen Schenkel 39, 39' der Blechwinkel 37, 37' bilden die elektrischen Anschlußelemente 40 des Temperatursensors 28; diese Anschlußelemente 40 können direkt als Flachstecker für eine Steckverbindung Verwendung finden, sie können aber auch zum festen Verbinden mit einem nicht dargestellten Anschlußkabel dienen. Die kurzen Schenkel 36, 36' einschließlich des eingelöteten Sensorelementes 35 und ein sich den kurzen Schenkeln 36, 36' anschließender Abschnitt der langen Schenkel 39, 39' ist mit einer Isolierstoff-Ummantelung 41 umspritzt, die beispielsweise aus Polyamid bestehen kann. Die dem Akkumulator 16 zugekehrte Meßfläche 34 des Temperatursensors 28 ist ballig gestaltet, um eine gute Anlage der Meßfläche 34 an der Akkumulator-Seitenwand 21 zu haben. Die Anschlußseite 30 des Temperatursensors 28 ist derart ausgebildet, so daß die Anschlußelemente 40 mindestens zum Teil in einer Vertiefung 42 der Isolierstoff-Ummantelung angeordnet sind. Der Flansch 31 zur Befestigung des Temperatursensors 28 am Klemmbügel 27 der Spannpratze 12 ist an die Isolierstoff-Ummantelung 41 gleich mit angeformt; auch die im Flansch 31 befindlichen Befestigungslöcher 32 können gleich beim Herstellen der Isolierstoff-Ummantelung 41 mit eingeformt werden.

In der Figur 5 der Zeichnung ist eine zweite Ausführungsform eines Temperatursensors 28' dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird das nicht dargestellte Sensorelement in einem Metallgehäuse 43 eingebaut, das ebenfalls mit einer balligen Meßfläche 34' zur Anlage an einer Akkumulatoren-Seitenwand 21 kommt; besonders geeignet ist hierfür ein Halbleiter-Normgehäuse, dessen Anschlußdrähte 44 mit Anschlußelementen 40' durch Schweißen u. ä. verbunden sind und einschließlich eines Teils der Anschlußelemente 40' mit einer Isolierstoff-Ummantelung umspritzt sind. Die Anschlußelemente 40', die wiederum als Flachstecker ausgebildet sein können, liegen bevorzugt wieder in einer Vertiefung 42' der Isolierstoffummantelung 41'. Die Befestigung dieses Temperatursensors 28' an dem Klemmbügel 27

- 7 - 24032

der Spannpratze 12 kann wiederum mittels eines gleich an die Isolierstoff-Ummantelung 41' mit angeformten (nicht dargestellten) Flanschs erfolgen, kann alternativ aber auch gleich mittels der Isolierstoff-Ummantelung 41' am Klemmbügel 27 festgespritzt sein.

Sowohl die Haltevorrichtung 10 als auch die dargestellten und beschriebenen Temperatursensoren 28, 28' selbst stellen vorteilhafte Bauteile dar, die kostengünstig, praktisch und bedienerfreundlich sind.

Claims (8)

R. 24032 12.12.1990 Zr/Kc ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 10 Ansprüche

1. Akkumulatoren-Haltevorrichtung (10) mit einem Temperatursensor (28, 28'), der der Regelung des Ladevorganges eines in der Haltevorrichtung (10) festzulegenden Akkumulators (16) dienen soll und mit seiner Meßfläche (34, 34') unter mechanischer Vorspannung zur Anlage an einer Seitenwand (21) des festzulegenden Akkumulators (16) vorgesehen ist, wobei die Haltevorrichtung (10) eine Bodenplatte (11) hat, auf der das mit Bodenleisten (18) versehene Gehäuse (17) des Akkumulators (16) zu stehen kommt, und wobei die Bodenplatte (11) mit mindestens einer auch zur Haltevorrichtung (10) gehörenden Spannpratze (12) mit Spannschraube (13) und Spannmutter (14) zusammenwirkt, mittels denen der Akkumulator (16) gegen die Bodenplatte (11) der Haltevorrichtung (10) drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (28, 28') an einem elastisch federnden Klemmbügel (27) befestigt ist, welcher mit seinem einen Ende an der Spannpratze (12) der Haltevorrichtung (10) angebracht ist und an seinem freien Endabschnitt den Temperatursensor (28, 28') trägt.

2. Haltevorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmbügel (27) der Spannpratze (12) aus Metall besteht.

- 2 - 24032

3. Haltevorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmbügel (27) der Spannpratze (12) aus Flachmaterial besteht.

4. Haltevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination von Klemmbügel (27) und Spannpratze (12) einstückig ist.

5. Haltevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (35) des Temperatursensors (28) chipförmig ist und zwischen die kurzen Schenkel (36) von zwei in diesem Bereich flach aufeinanderliegenden Blechwinkeln (37, 37') gelötet ist, deren längere, parallel zueinander angeordneten und anschlußseits weisenden Schenkel (39, 39') mit ihren freien Endabschnitten Anschlußelemente (40) wie z. B. Flachstecker bilden, und daß das Sensorelement (35) einschließlich der kurzen und der langen Schenkel (36; 39, 39') der Blechwinkel (37, 37') ausschließlich der Anschlußelemente (40) von einer Isolierstoff-Ummantelung (41) eingehüllt sind.

6. Haltevorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Schenkel (36) der Blechwinkel (37, 37') des Temperatursensors (28) an ihrem freien Endabschnitt jeweils eine derartige Kröpfung (38) haben, so daß nach dem Einlöten des chipförmigen Sensorelementes (35) die beiden langen Schenkel (39, 39') der Blechwinkel (37, 37') in einer Ebene liegen.

7. Haltevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement des Temperatursensors (28') chipförmig ist und in einem Metallgehäuse (43) wie z. B. einem Halbleiter-Normgehäuse untergebracht ist, das eine ballige Meßfläche (34') hat und anschlußseits mit elektrischen Anschlußelementen (40¹), wie z. B. Flachsteckern versehen ist, die in einer am Metall-

- 3 - 24032

gehäuse (43) verankerten Isolierstoff-Ummantelung (41') eingebettet sind.

8. Haltevorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Flachstecker ausgebildeten elektrischen Anschlußelemente (40*) des Temperatursensors (28*) in einer Ebene liegen.